fs/btrfs/reflink.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/blkdev.h>
   4 #include <linux/iversion.h>
   5 #include "compression.h"
   6 #include "ctree.h"
   7 #include "delalloc-space.h"
   8 #include "reflink.h"
   9 #include "transaction.h"
  10 #include "subpage.h"
  11
  12 #define BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN    SZ_16M
  13
  14 static int clone_finish_inode_update(struct btrfs_trans_handle *trans,
  15                                      struct inode *inode,
  16                                      u64 endoff,
  17                                      const u64 destoff,
  18                                      const u64 olen,
  19                                      int no_time_update)
  20 {
  21         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
  22         int ret;
  23
  24         inode_inc_iversion(inode);
  25         if (!no_time_update)
  26                 inode->i_mtime = inode->i_ctime = current_time(inode);
  27         /*
  28          * We round up to the block size at eof when determining which
  29          * extents to clone above, but shouldn't round up the file size.
  30          */
  31         if (endoff > destoff + olen)
  32                 endoff = destoff + olen;
  33         if (endoff > inode->i_size) {
  34                 i_size_write(inode, endoff);
  35                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
  36         }
  37
  38         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
  39         if (ret) {
  40                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  41                 btrfs_end_transaction(trans);
  42                 goto out;
  43         }
  44         ret = btrfs_end_transaction(trans);
  45 out:
  46         return ret;
  47 }
  48
  49 static int copy_inline_to_page(struct btrfs_inode *inode,
  50                                const u64 file_offset,
  51                                char *inline_data,
  52                                const u64 size,
  53                                const u64 datal,
  54                                const u8 comp_type)
  55 {
  56         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
  57         const u32 block_size = fs_info->sectorsize;
  58         const u64 range_end = file_offset + block_size - 1;
  59         const size_t inline_size = size - btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
  60         char *data_start = inline_data + btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
  61         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
  62         struct page *page = NULL;
  63         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
  64         int ret;
  65
  66         ASSERT(IS_ALIGNED(file_offset, block_size));
  67
  68         /*
  69          * We have flushed and locked the ranges of the source and destination
  70          * inodes, we also have locked the inodes, so we are safe to do a
  71          * reservation here. Also we must not do the reservation while holding
  72          * a transaction open, otherwise we would deadlock.
  73          */
  74         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, file_offset,
  75                                            block_size);
  76         if (ret)
  77                 goto out;
  78
  79         page = find_or_create_page(mapping, file_offset >> PAGE_SHIFT,
  80                                    btrfs_alloc_write_mask(mapping));
  81         if (!page) {
  82                 ret = -ENOMEM;
  83                 goto out_unlock;
  84         }
  85
  86         ret = set_page_extent_mapped(page);
  87         if (ret < 0)
  88                 goto out_unlock;
  89
  90         clear_extent_bit(&inode->io_tree, file_offset, range_end,
  91                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
  92                          0, 0, NULL);
  93         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, file_offset, range_end, 0, NULL);
  94         if (ret)
  95                 goto out_unlock;
  96
  97         /*
  98          * After dirtying the page our caller will need to start a transaction,
  99          * and if we are low on metadata free space, that can cause flushing of
 100          * delalloc for all inodes in order to get metadata space released.
 101          * However we are holding the range locked for the whole duration of
 102          * the clone/dedupe operation, so we may deadlock if that happens and no
 103          * other task releases enough space. So mark this inode as not being
 104          * possible to flush to avoid such deadlock. We will clear that flag
 105          * when we finish cloning all extents, since a transaction is started
 106          * after finding each extent to clone.
 107          */
 108         set_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &inode->runtime_flags);
 109
 110         if (comp_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
 111                 memcpy_to_page(page, offset_in_page(file_offset), data_start,
 112                                datal);
 113                 flush_dcache_page(page);
 114         } else {
 115                 ret = btrfs_decompress(comp_type, data_start, page,
 116                                        offset_in_page(file_offset),
 117                                        inline_size, datal);
 118                 if (ret)
 119                         goto out_unlock;
 120                 flush_dcache_page(page);
 121         }
 122
 123         /*
 124          * If our inline data is smaller then the block/page size, then the
 125          * remaining of the block/page is equivalent to zeroes. We had something
 126          * like the following done:
 127          *
 128          * $ xfs_io -f -c "pwrite -S 0xab 0 500" file
 129          * $ sync  # (or fsync)
 130          * $ xfs_io -c "falloc 0 4K" file
 131          * $ xfs_io -c "pwrite -S 0xcd 4K 4K"
 132          *
 133          * So what's in the range [500, 4095] corresponds to zeroes.
 134          */
 135         if (datal < block_size) {
 136                 memzero_page(page, datal, block_size - datal);
 137                 flush_dcache_page(page);
 138         }
 139
 140         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, file_offset, block_size);
 141         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, file_offset, block_size);
 142         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, file_offset, block_size);
 143 out_unlock:
 144         if (page) {
 145                 unlock_page(page);
 146                 put_page(page);
 147         }
 148         if (ret)
 149                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, file_offset,
 150                                              block_size, true);
 151         btrfs_delalloc_release_extents(inode, block_size);
 152 out:
 153         extent_changeset_free(data_reserved);
 154
 155         return ret;
 156 }
 157
 158 /*
 159  * Deal with cloning of inline extents. We try to copy the inline extent from
 160  * the source inode to destination inode when possible. When not possible we
 161  * copy the inline extent's data into the respective page of the inode.
 162  */
 163 static int clone_copy_inline_extent(struct inode *dst,
 164                                     struct btrfs_path *path,
 165                                     struct btrfs_key *new_key,
 166                                     const u64 drop_start,
 167                                     const u64 datal,
 168                                     const u64 size,
 169                                     const u8 comp_type,
 170                                     char *inline_data,
 171                                     struct btrfs_trans_handle **trans_out)
 172 {
 173         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dst->i_sb);
 174         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dst)->root;
 175         const u64 aligned_end = ALIGN(new_key->offset + datal,
 176                                       fs_info->sectorsize);
 177         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
 178         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
 179         int ret;
 180         struct btrfs_key key;
 181
 182         if (new_key->offset > 0) {
 183                 ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
 184                                           inline_data, size, datal, comp_type);
 185                 goto out;
 186         }
 187
 188         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(dst));
 189         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
 190         key.offset = 0;
 191         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
 192         if (ret < 0) {
 193                 return ret;
 194         } else if (ret > 0) {
 195                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
 196                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
 197                         if (ret < 0)
 198                                 return ret;
 199                         else if (ret > 0)
 200                                 goto copy_inline_extent;
 201                 }
 202                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
 203                 if (key.objectid == btrfs_ino(BTRFS_I(dst)) &&
 204                     key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
 205                         /*
 206                          * There's an implicit hole at file offset 0, copy the
 207                          * inline extent's data to the page.
 208                          */
 209                         ASSERT(key.offset > 0);
 210                         goto copy_to_page;
 211                 }
 212         } else if (i_size_read(dst) <= datal) {
 213                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
 214
 215                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
 216                                     struct btrfs_file_extent_item);
 217                 /*
 218                  * If it's an inline extent replace it with the source inline
 219                  * extent, otherwise copy the source inline extent data into
 220                  * the respective page at the destination inode.
 221                  */
 222                 if (btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei) ==
 223                     BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
 224                         goto copy_inline_extent;
 225
 226                 goto copy_to_page;
 227         }
 228
 229 copy_inline_extent:
 230         /*
 231          * We have no extent items, or we have an extent at offset 0 which may
 232          * or may not be inlined. All these cases are dealt the same way.
 233          */
 234         if (i_size_read(dst) > datal) {
 235                 /*
 236                  * At the destination offset 0 we have either a hole, a regular
 237                  * extent or an inline extent larger then the one we want to
 238                  * clone. Deal with all these cases by copying the inline extent
 239                  * data into the respective page at the destination inode.
 240                  */
 241                 goto copy_to_page;
 242         }
 243
 244         /*
 245          * Release path before starting a new transaction so we don't hold locks
 246          * that would confuse lockdep.
 247          */
 248         btrfs_release_path(path);
 249         /*
 250          * If we end up here it means were copy the inline extent into a leaf
 251          * of the destination inode. We know we will drop or adjust at most one
 252          * extent item in the destination root.
 253          *
 254          * 1 unit - adjusting old extent (we may have to split it)
 255          * 1 unit - add new extent
 256          * 1 unit - inode update
 257          */
 258         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
 259         if (IS_ERR(trans)) {
 260                 ret = PTR_ERR(trans);
 261                 trans = NULL;
 262                 goto out;
 263         }
 264         drop_args.path = path;
 265         drop_args.start = drop_start;
 266         drop_args.end = aligned_end;
 267         drop_args.drop_cache = true;
 268         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, BTRFS_I(dst), &drop_args);
 269         if (ret)
 270                 goto out;
 271         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, new_key, size);
 272         if (ret)
 273                 goto out;
 274
 275         write_extent_buffer(path->nodes[0], inline_data,
 276                             btrfs_item_ptr_offset(path->nodes[0],
 277                                                   path->slots[0]),
 278                             size);
 279         btrfs_update_inode_bytes(BTRFS_I(dst), datal, drop_args.bytes_found);
 280         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(dst));
 281         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(dst), 0, aligned_end);
 282 out:
 283         if (!ret && !trans) {
 284                 /*
 285                  * No transaction here means we copied the inline extent into a
 286                  * page of the destination inode.
 287                  *
 288                  * 1 unit to update inode item
 289                  */
 290                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
 291                 if (IS_ERR(trans)) {
 292                         ret = PTR_ERR(trans);
 293                         trans = NULL;
 294                 }
 295         }
 296         if (ret && trans) {
 297                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 298                 btrfs_end_transaction(trans);
 299         }
 300         if (!ret)
 301                 *trans_out = trans;
 302
 303         return ret;
 304
 305 copy_to_page:
 306         /*
 307          * Release our path because we don't need it anymore and also because
 308          * copy_inline_to_page() needs to reserve data and metadata, which may
 309          * need to flush delalloc when we are low on available space and
 310          * therefore cause a deadlock if writeback of an inline extent needs to
 311          * write to the same leaf or an ordered extent completion needs to write
 312          * to the same leaf.
 313          */
 314         btrfs_release_path(path);
 315
 316         ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
 317                                   inline_data, size, datal, comp_type);
 318         goto out;
 319 }
 320
 321 /**
 322  * btrfs_clone() - clone a range from inode file to another
 323  *
 324  * @src: Inode to clone from
 325  * @inode: Inode to clone to
 326  * @off: Offset within source to start clone from
 327  * @olen: Original length, passed by user, of range to clone
 328  * @olen_aligned: Block-aligned value of olen
 329  * @destoff: Offset within @inode to start clone
 330  * @no_time_update: Whether to update mtime/ctime on the target inode
 331  */
 332 static int btrfs_clone(struct inode *src, struct inode *inode,
 333                        const u64 off, const u64 olen, const u64 olen_aligned,
 334                        const u64 destoff, int no_time_update)
 335 {
 336         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 337         struct btrfs_path *path = NULL;
 338         struct extent_buffer *leaf;
 339         struct btrfs_trans_handle *trans;
 340         char *buf = NULL;
 341         struct btrfs_key key;
 342         u32 nritems;
 343         int slot;
 344         int ret;
 345         const u64 len = olen_aligned;
 346         u64 last_dest_end = destoff;
 347
 348         ret = -ENOMEM;
 349         buf = kvmalloc(fs_info->nodesize, GFP_KERNEL);
 350         if (!buf)
 351                 return ret;
 352
 353         path = btrfs_alloc_path();
 354         if (!path) {
 355                 kvfree(buf);
 356                 return ret;
 357         }
 358
 359         path->reada = READA_FORWARD;
 360         /* Clone data */
 361         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(src));
 362         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
 363         key.offset = off;
 364
 365         while (1) {
 366                 u64 next_key_min_offset = key.offset + 1;
 367                 struct btrfs_file_extent_item *extent;
 368                 u64 extent_gen;
 369                 int type;
 370                 u32 size;
 371                 struct btrfs_key new_key;
 372                 u64 disko = 0, diskl = 0;
 373                 u64 datao = 0, datal = 0;
 374                 u8 comp;
 375                 u64 drop_start;
 376
 377                 /* Note the key will change type as we walk through the tree */
 378                 ret = btrfs_search_slot(NULL, BTRFS_I(src)->root, &key, path,
 379                                 0, 0);
 380                 if (ret < 0)
 381                         goto out;
 382                 /*
 383                  * First search, if no extent item that starts at offset off was
 384                  * found but the previous item is an extent item, it's possible
 385                  * it might overlap our target range, therefore process it.
 386                  */
 387                 if (key.offset == off && ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
 388                         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key,
 389                                               path->slots[0] - 1);
 390                         if (key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
 391                                 path->slots[0]--;
 392                 }
 393
 394                 nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[0]);
 395 process_slot:
 396                 if (path->slots[0] >= nritems) {
 397                         ret = btrfs_next_leaf(BTRFS_I(src)->root, path);
 398                         if (ret < 0)
 399                                 goto out;
 400                         if (ret > 0)
 401                                 break;
 402                         nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[0]);
 403                 }
 404                 leaf = path->nodes[0];
 405                 slot = path->slots[0];
 406
 407                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
 408                 if (key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
 409                     key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(src)))
 410                         break;
 411
 412                 ASSERT(key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
 413
 414                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
 415                                         struct btrfs_file_extent_item);
 416                 extent_gen = btrfs_file_extent_generation(leaf, extent);
 417                 comp = btrfs_file_extent_compression(leaf, extent);
 418                 type = btrfs_file_extent_type(leaf, extent);
 419                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
 420                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
 421                         disko = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, extent);
 422                         diskl = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, extent);
 423                         datao = btrfs_file_extent_offset(leaf, extent);
 424                         datal = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, extent);
 425                 } else if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
 426                         /* Take upper bound, may be compressed */
 427                         datal = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, extent);
 428                 }
 429
 430                 /*
 431                  * The first search might have left us at an extent item that
 432                  * ends before our target range's start, can happen if we have
 433                  * holes and NO_HOLES feature enabled.
 434                  */
 435                 if (key.offset + datal <= off) {
 436                         path->slots[0]++;
 437                         goto process_slot;
 438                 } else if (key.offset >= off + len) {
 439                         break;
 440                 }
 441                 next_key_min_offset = key.offset + datal;
 442                 size = btrfs_item_size(leaf, slot);
 443                 read_extent_buffer(leaf, buf, btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot),
 444                                    size);
 445
 446                 btrfs_release_path(path);
 447
 448                 memcpy(&new_key, &key, sizeof(new_key));
 449                 new_key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
 450                 if (off <= key.offset)
 451                         new_key.offset = key.offset + destoff - off;
 452                 else
 453                         new_key.offset = destoff;
 454
 455                 /*
 456                  * Deal with a hole that doesn't have an extent item that
 457                  * represents it (NO_HOLES feature enabled).
 458                  * This hole is either in the middle of the cloning range or at
 459                  * the beginning (fully overlaps it or partially overlaps it).
 460                  */
 461                 if (new_key.offset != last_dest_end)
 462                         drop_start = last_dest_end;
 463                 else
 464                         drop_start = new_key.offset;
 465
 466                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
 467                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
 468                         struct btrfs_replace_extent_info clone_info;
 469
 470                         /*
 471                          *    a  | --- range to clone ---|  b
 472                          * | ------------- extent ------------- |
 473                          */
 474
 475                         /* Subtract range b */
 476                         if (key.offset + datal > off + len)
 477                                 datal = off + len - key.offset;
 478
 479                         /* Subtract range a */
 480                         if (off > key.offset) {
 481                                 datao += off - key.offset;
 482                                 datal -= off - key.offset;
 483                         }
 484
 485                         clone_info.disk_offset = disko;
 486                         clone_info.disk_len = diskl;
 487                         clone_info.data_offset = datao;
 488                         clone_info.data_len = datal;
 489                         clone_info.file_offset = new_key.offset;
 490                         clone_info.extent_buf = buf;
 491                         clone_info.is_new_extent = false;
 492                         ret = btrfs_replace_file_extents(BTRFS_I(inode), path,
 493                                         drop_start, new_key.offset + datal - 1,
 494                                         &clone_info, &trans);
 495                         if (ret)
 496                                 goto out;
 497                 } else {
 498                         ASSERT(type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
 499                         /*
 500                          * Inline extents always have to start at file offset 0
 501                          * and can never be bigger then the sector size. We can
 502                          * never clone only parts of an inline extent, since all
 503                          * reflink operations must start at a sector size aligned
 504                          * offset, and the length must be aligned too or end at
 505                          * the i_size (which implies the whole inlined data).
 506                          */
 507                         ASSERT(key.offset == 0);
 508                         ASSERT(datal <= fs_info->sectorsize);
 509                         if (WARN_ON(type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) ||
 510                             WARN_ON(key.offset != 0) ||
 511                             WARN_ON(datal > fs_info->sectorsize)) {
 512                                 ret = -EUCLEAN;
 513                                 goto out;
 514                         }
 515
 516                         ret = clone_copy_inline_extent(inode, path, &new_key,
 517                                                        drop_start, datal, size,
 518                                                        comp, buf, &trans);
 519                         if (ret)
 520                                 goto out;
 521                 }
 522
 523                 btrfs_release_path(path);
 524
 525                 /*
 526                  * Whenever we share an extent we update the last_reflink_trans
 527                  * of each inode to the current transaction. This is needed to
 528                  * make sure fsync does not log multiple checksum items with
 529                  * overlapping ranges (because some extent items might refer
 530                  * only to sections of the original extent). For the destination
 531                  * inode we do this regardless of the generation of the extents
 532                  * or even if they are inline extents or explicit holes, to make
 533                  * sure a full fsync does not skip them. For the source inode,
 534                  * we only need to update last_reflink_trans in case it's a new
 535                  * extent that is not a hole or an inline extent, to deal with
 536                  * the checksums problem on fsync.
 537                  */
 538                 if (extent_gen == trans->transid && disko > 0)
 539                         BTRFS_I(src)->last_reflink_trans = trans->transid;
 540
 541                 BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = trans->transid;
 542
 543                 last_dest_end = ALIGN(new_key.offset + datal,
 544                                       fs_info->sectorsize);
 545                 ret = clone_finish_inode_update(trans, inode, last_dest_end,
 546                                                 destoff, olen, no_time_update);
 547                 if (ret)
 548                         goto out;
 549                 if (new_key.offset + datal >= destoff + len)
 550                         break;
 551
 552                 btrfs_release_path(path);
 553                 key.offset = next_key_min_offset;
 554
 555                 if (fatal_signal_pending(current)) {
 556                         ret = -EINTR;
 557                         goto out;
 558                 }
 559
 560                 cond_resched();
 561         }
 562         ret = 0;
 563
 564         if (last_dest_end < destoff + len) {
 565                 /*
 566                  * We have an implicit hole that fully or partially overlaps our
 567                  * cloning range at its end. This means that we either have the
 568                  * NO_HOLES feature enabled or the implicit hole happened due to
 569                  * mixing buffered and direct IO writes against this file.
 570                  */
 571                 btrfs_release_path(path);
 572
 573                 /*
 574                  * When using NO_HOLES and we are cloning a range that covers
 575                  * only a hole (no extents) into a range beyond the current
 576                  * i_size, punching a hole in the target range will not create
 577                  * an extent map defining a hole, because the range starts at or
 578                  * beyond current i_size. If the file previously had an i_size
 579                  * greater than the new i_size set by this clone operation, we
 580                  * need to make sure the next fsync is a full fsync, so that it
 581                  * detects and logs a hole covering a range from the current
 582                  * i_size to the new i_size. If the clone range covers extents,
 583                  * besides a hole, then we know the full sync flag was already
 584                  * set by previous calls to btrfs_replace_file_extents() that
 585                  * replaced file extent items.
 586                  */
 587                 if (last_dest_end >= i_size_read(inode))
 588                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
 589
 590                 ret = btrfs_replace_file_extents(BTRFS_I(inode), path,
 591                                 last_dest_end, destoff + len - 1, NULL, &trans);
 592                 if (ret)
 593                         goto out;
 594
 595                 ret = clone_finish_inode_update(trans, inode, destoff + len,
 596                                                 destoff, olen, no_time_update);
 597         }
 598
 599 out:
 600         btrfs_free_path(path);
 601         kvfree(buf);
 602         clear_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
 603
 604         return ret;
 605 }
 606
 607 static void btrfs_double_extent_unlock(struct inode *inode1, u64 loff1,
 608                                        struct inode *inode2, u64 loff2, u64 len)
 609 {
 610         unlock_extent(&BTRFS_I(inode1)->io_tree, loff1, loff1 + len - 1);
 611         unlock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, loff2 + len - 1);
 612 }
 613
 614 static void btrfs_double_extent_lock(struct inode *inode1, u64 loff1,
 615                                      struct inode *inode2, u64 loff2, u64 len)
 616 {
 617         if (inode1 < inode2) {
 618                 swap(inode1, inode2);
 619                 swap(loff1, loff2);
 620         } else if (inode1 == inode2 && loff2 < loff1) {
 621                 swap(loff1, loff2);
 622         }
 623         lock_extent(&BTRFS_I(inode1)->io_tree, loff1, loff1 + len - 1);
 624         lock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, loff2 + len - 1);
 625 }
 626
 627 static void btrfs_double_mmap_lock(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
 628 {
 629         if (inode1 < inode2)
 630                 swap(inode1, inode2);
 631         down_write(&BTRFS_I(inode1)->i_mmap_lock);
 632         down_write_nested(&BTRFS_I(inode2)->i_mmap_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
 633 }
 634
 635 static void btrfs_double_mmap_unlock(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
 636 {
 637         up_write(&BTRFS_I(inode1)->i_mmap_lock);
 638         up_write(&BTRFS_I(inode2)->i_mmap_lock);
 639 }
 640
 641 static int btrfs_extent_same_range(struct inode *src, u64 loff, u64 len,
 642                                    struct inode *dst, u64 dst_loff)
 643 {
 644         const u64 bs = BTRFS_I(src)->root->fs_info->sb->s_blocksize;
 645         int ret;
 646
 647         /*
 648          * Lock destination range to serialize with concurrent readpages() and
 649          * source range to serialize with relocation.
 650          */
 651         btrfs_double_extent_lock(src, loff, dst, dst_loff, len);
 652         ret = btrfs_clone(src, dst, loff, len, ALIGN(len, bs), dst_loff, 1);
 653         btrfs_double_extent_unlock(src, loff, dst, dst_loff, len);
 654
 655         return ret;
 656 }
 657
 658 static int btrfs_extent_same(struct inode *src, u64 loff, u64 olen,
 659                              struct inode *dst, u64 dst_loff)
 660 {
 661         int ret = 0;
 662         u64 i, tail_len, chunk_count;
 663         struct btrfs_root *root_dst = BTRFS_I(dst)->root;
 664
 665         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
 666         if (root_dst->send_in_progress) {
 667                 btrfs_warn_rl(root_dst->fs_info,
 668 "cannot deduplicate to root %llu while send operations are using it (%d in progress)",
 669                               root_dst->root_key.objectid,
 670                               root_dst->send_in_progress);
 671                 spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 672                 return -EAGAIN;
 673         }
 674         root_dst->dedupe_in_progress++;
 675         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 676
 677         tail_len = olen % BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 678         chunk_count = div_u64(olen, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN);
 679
 680         for (i = 0; i < chunk_count; i++) {
 681                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN,
 682                                               dst, dst_loff);
 683                 if (ret)
 684                         goto out;
 685
 686                 loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 687                 dst_loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 688         }
 689
 690         if (tail_len > 0)
 691                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, tail_len, dst, dst_loff);
 692 out:
 693         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
 694         root_dst->dedupe_in_progress--;
 695         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 696
 697         return ret;
 698 }
 699
 700 static noinline int btrfs_clone_files(struct file *file, struct file *file_src,
 701                                         u64 off, u64 olen, u64 destoff)
 702 {
 703         struct inode *inode = file_inode(file);
 704         struct inode *src = file_inode(file_src);
 705         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 706         int ret;
 707         int wb_ret;
 708         u64 len = olen;
 709         u64 bs = fs_info->sb->s_blocksize;
 710
 711         /*
 712          * VFS's generic_remap_file_range_prep() protects us from cloning the
 713          * eof block into the middle of a file, which would result in corruption
 714          * if the file size is not blocksize aligned. So we don't need to check
 715          * for that case here.
 716          */
 717         if (off + len == src->i_size)
 718                 len = ALIGN(src->i_size, bs) - off;
 719
 720         if (destoff > inode->i_size) {
 721                 const u64 wb_start = ALIGN_DOWN(inode->i_size, bs);
 722
 723                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), inode->i_size, destoff);
 724                 if (ret)
 725                         return ret;
 726                 /*
 727                  * We may have truncated the last block if the inode's size is
 728                  * not sector size aligned, so we need to wait for writeback to
 729                  * complete before proceeding further, otherwise we can race
 730                  * with cloning and attempt to increment a reference to an
 731                  * extent that no longer exists (writeback completed right after
 732                  * we found the previous extent covering eof and before we
 733                  * attempted to increment its reference count).
 734                  */
 735                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, wb_start,
 736                                                destoff - wb_start);
 737                 if (ret)
 738                         return ret;
 739         }
 740
 741         /*
 742          * Lock destination range to serialize with concurrent readpages() and
 743          * source range to serialize with relocation.
 744          */
 745         btrfs_double_extent_lock(src, off, inode, destoff, len);
 746         ret = btrfs_clone(src, inode, off, olen, len, destoff, 0);
 747         btrfs_double_extent_unlock(src, off, inode, destoff, len);
 748
 749         /*
 750          * We may have copied an inline extent into a page of the destination
 751          * range, so wait for writeback to complete before truncating pages
 752          * from the page cache. This is a rare case.
 753          */
 754         wb_ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, destoff, len);
 755         ret = ret ? ret : wb_ret;
 756         /*
 757          * Truncate page cache pages so that future reads will see the cloned
 758          * data immediately and not the previous data.
 759          */
 760         truncate_inode_pages_range(&inode->i_data,
 761                                 round_down(destoff, PAGE_SIZE),
 762                                 round_up(destoff + len, PAGE_SIZE) - 1);
 763
 764         return ret;
 765 }
 766
 767 static int btrfs_remap_file_range_prep(struct file *file_in, loff_t pos_in,
 768                                        struct file *file_out, loff_t pos_out,
 769                                        loff_t *len, unsigned int remap_flags)
 770 {
 771         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
 772         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
 773         u64 bs = BTRFS_I(inode_out)->root->fs_info->sb->s_blocksize;
 774         bool same_inode = inode_out == inode_in;
 775         u64 wb_len;
 776         int ret;
 777
 778         if (!(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)) {
 779                 struct btrfs_root *root_out = BTRFS_I(inode_out)->root;
 780
 781                 if (btrfs_root_readonly(root_out))
 782                         return -EROFS;
 783
 784                 ASSERT(inode_in->i_sb == inode_out->i_sb);
 785         }
 786
 787         /* Don't make the dst file partly checksummed */
 788         if ((BTRFS_I(inode_in)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) !=
 789             (BTRFS_I(inode_out)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
 790                 return -EINVAL;
 791         }
 792
 793         /*
 794          * Now that the inodes are locked, we need to start writeback ourselves
 795          * and can not rely on the writeback from the VFS's generic helper
 796          * generic_remap_file_range_prep() because:
 797          *
 798          * 1) For compression we must call filemap_fdatawrite_range() range
 799          *    twice (btrfs_fdatawrite_range() does it for us), and the generic
 800          *    helper only calls it once;
 801          *
 802          * 2) filemap_fdatawrite_range(), called by the generic helper only
 803          *    waits for the writeback to complete, i.e. for IO to be done, and
 804          *    not for the ordered extents to complete. We need to wait for them
 805          *    to complete so that new file extent items are in the fs tree.
 806          */
 807         if (*len == 0 && !(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP))
 808                 wb_len = ALIGN(inode_in->i_size, bs) - ALIGN_DOWN(pos_in, bs);
 809         else
 810                 wb_len = ALIGN(*len, bs);
 811
 812         /*
 813          * Since we don't lock ranges, wait for ongoing lockless dio writes (as
 814          * any in progress could create its ordered extents after we wait for
 815          * existing ordered extents below).
 816          */
 817         inode_dio_wait(inode_in);
 818         if (!same_inode)
 819                 inode_dio_wait(inode_out);
 820
 821         /*
 822          * Workaround to make sure NOCOW buffered write reach disk as NOCOW.
 823          *
 824          * Btrfs' back references do not have a block level granularity, they
 825          * work at the whole extent level.
 826          * NOCOW buffered write without data space reserved may not be able
 827          * to fall back to CoW due to lack of data space, thus could cause
 828          * data loss.
 829          *
 830          * Here we take a shortcut by flushing the whole inode, so that all
 831          * nocow write should reach disk as nocow before we increase the
 832          * reference of the extent. We could do better by only flushing NOCOW
 833          * data, but that needs extra accounting.
 834          *
 835          * Also we don't need to check ASYNC_EXTENT, as async extent will be
 836          * CoWed anyway, not affecting nocow part.
 837          */
 838         ret = filemap_flush(inode_in->i_mapping);
 839         if (ret < 0)
 840                 return ret;
 841
 842         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_in, ALIGN_DOWN(pos_in, bs),
 843                                        wb_len);
 844         if (ret < 0)
 845                 return ret;
 846         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_out, ALIGN_DOWN(pos_out, bs),
 847                                        wb_len);
 848         if (ret < 0)
 849                 return ret;
 850
 851         return generic_remap_file_range_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 852                                             len, remap_flags);
 853 }
 854
 855 static bool file_sync_write(const struct file *file)
 856 {
 857         if (file->f_flags & (__O_SYNC | O_DSYNC))
 858                 return true;
 859         if (IS_SYNC(file_inode(file)))
 860                 return true;
 861
 862         return false;
 863 }
 864
 865 loff_t btrfs_remap_file_range(struct file *src_file, loff_t off,
 866                 struct file *dst_file, loff_t destoff, loff_t len,
 867                 unsigned int remap_flags)
 868 {
 869         struct inode *src_inode = file_inode(src_file);
 870         struct inode *dst_inode = file_inode(dst_file);
 871         bool same_inode = dst_inode == src_inode;
 872         int ret;
 873
 874         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
 875                 return -EINVAL;
 876
 877         if (same_inode) {
 878                 btrfs_inode_lock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
 879         } else {
 880                 lock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
 881                 btrfs_double_mmap_lock(src_inode, dst_inode);
 882         }
 883
 884         ret = btrfs_remap_file_range_prep(src_file, off, dst_file, destoff,
 885                                           &len, remap_flags);
 886         if (ret < 0 || len == 0)
 887                 goto out_unlock;
 888
 889         if (remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)
 890                 ret = btrfs_extent_same(src_inode, off, len, dst_inode, destoff);
 891         else
 892                 ret = btrfs_clone_files(dst_file, src_file, off, len, destoff);
 893
 894 out_unlock:
 895         if (same_inode) {
 896                 btrfs_inode_unlock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
 897         } else {
 898                 btrfs_double_mmap_unlock(src_inode, dst_inode);
 899                 unlock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
 900         }
 901
 902         /*
 903          * If either the source or the destination file was opened with O_SYNC,
 904          * O_DSYNC or has the S_SYNC attribute, fsync both the destination and
 905          * source files/ranges, so that after a successful return (0) followed
 906          * by a power failure results in the reflinked data to be readable from
 907          * both files/ranges.
 908          */
 909         if (ret == 0 && len > 0 &&
 910             (file_sync_write(src_file) || file_sync_write(dst_file))) {
 911                 ret = btrfs_sync_file(src_file, off, off + len - 1, 0);
 912                 if (ret == 0)
 913                         ret = btrfs_sync_file(dst_file, destoff,
 914                                               destoff + len - 1, 0);
 915         }
 916
 917         return ret < 0 ? ret : len;
 918 }